快速凝固的A1—18Cu合金

快速凝固是指在大于10~5~10~6度/秒的冷却速度下,金属或合金从液态转变为固态的过程.在铸造生产中,冷却速度对铸造合金的组织与性能有很大的影响,但是现有的铸造方法所提供的冷却速度一般不超过10度/秒.合金在极快的冷却速度下(＞10~5~10~6度/秒)凝固时,组织结构特征如何?本文是作者以透射电子显微镜为主要研究手段,对快速凝固的Al—18Cu合金(所标数字为原子百分比,下同)进行观察与分析的结果.     

新材料及新加工技术(2)

三、铝合金快速冷凝及其特性在金属铸造过程中凝固速度随铸入温度、铸模性状和铸件大小而显著不同。近来,在先进的薄件铸造及压力铸造中,冷却速度也有时达到几十度/秒。用亨特铸造法连续铸造时,冷却速度达到几百度/秒。凝固时的冷却速度逐渐增大时出现非平衡组织,晶枝间距变小,结晶组织细化,含有的元素向铝中固溶的限度扩     

海外文献速报

<正>20150101 Hadadzadeh A,Wells M A.AZ31镁合金带材双辊铸轧热力学行为数值模拟研究.Journal of Magnesium and Alloys,2013,1:101-114.双辊铸轧(TRC)工艺兼有铸造和热轧优势,是替代近净成形镁合金板材新型铸造工艺,其代表产品为厚2~10mm的镁合金板材。在双辊铸造工艺中,板材的冷却凝固速率范围为102~103℃/s,相对于直接连续铸造(DC),双辊铸轧的高冷却速率使轧辊铸造状态下AZ31合金的γ相分布更均匀。利用有限元软     

钢材表面的激光合金化处理

一、引言激光表面合金化是一种局部表面变质处理的新方法。它是用激光束作热源进行加热,使钢材表面一薄层快速熔化,并可控制钢材表面熔化到所需要的深度(1)。可以采用真空蒸镀、电镀、涂敷粉末或薄膜、离子注入等方法把所要求的合金元素涂敷到钢材表面,在激光束照射下产生一层厚度为10～1000μm的表面熔化层。熔化层在凝固时获得的冷却速度可达10~5～10~6℃/秒,此冷却速度相当于急冷淬火技术所能达到的冷却速度(2)。由于在表面薄熔化层液体内存在着扩散作用和表面张力效应等物理现象,钢材表面仅在很短时间内(50μs～     

喷射铸造：一种崭新的成形工艺

喷射铸造是一种新的成形工艺。它可生产管材、坯料、板材及形状简单的异形件。在沉积过程中,液体金属被压缩惰性气体(如N_2、Ar等)雾化,形成雾化锥。雾化的金属液滴被高速气体冷却并被加速,打在衬板上,凝固成一层厚的沉积层。由于冷却速度快(如钢可达10~3~10~5℃/s),使得沉积层具有精细的显微结构、少偏析、加工性好等特点。喷射沉积是介于传统铸造和粉末冶金之间的一种工艺。     

Splat Cooling—薄膜离心急冷法或“泼冷法”

Splat Cooling—薄膜离心急冷法,也称“泼冷法”,是德韦茨(P.Duwez)等人在1960年发明的。该法的原理是:利用高速气流冲击一小滴熔融金属,使之在高速旋转的冷铜盘表面上凝固成一薄膜。此时金属的冷却速度可达10~6—10~9℃/秒,比普通的冷铸冷却速度高几个数量级。该法制成的合金     

快速凝固法制得的铝合金

英国Marko材料公司研制了一种快速凝固工艺,冷却速度约10℃/秒。该工艺使铝合金得到极高的高温机械性能,350℃的抗拉强度为345兆帕,伸长率为10%,洛氏硬度为45。这种铝合金是由分布在铝基体中的超细的铝过渡族金属(首先是铁)弥散相     

石墨型-砂型铸造纯铜高炉冷却壁凝固过程数值模拟

采用石墨型-砂型复合铸造工艺制作纯铜冷却壁,利用MAGMA软件模拟了该工艺下纯铜冷却壁的凝固过程,包括建立模型、网格划分、参数设置、模拟结果分析等。结果表明,冷却壁遵循着从内浇道向冒口端的顺序凝固,冷却壁砂型一侧(上表面)对石墨型一侧(下表面)起到补缩作用,铸件凝固后没有出现显著的铸造缺陷,获得了致密的组织,达到了设计要求。浇注温度在1 150~1 200℃时,预埋铜管与基体冶金结合良好。     

冷却速度对过共晶铝硅合金凝固组织和耐磨性能的影响

试验研究了在不同的冷却速度下凝固的Al-20%Si和Al-30%Si(质量分数,下同）合金的组织和耐磨性。实验结果表明,冷却速度对过共晶铝硅合金的凝固组织和耐磨性能有显著的影响。随着冷却速度的增加,Al-20%Si和Al-30%Si合金的凝固组织组成,初生硅的形貌和尺寸都发生明显的变化：冷却速度小于0．1K/s 的炉冷试样和冷却速度小于1K／s耐火砖型铸造试样的凝固组织由（α＋Si)共晶和初生Si相组成,初生Si相呈粗大的片状,共晶Si呈针状;冷却速度约10K/s的金属型铸造试样的凝固组织由（α＋Si)共晶,枝晶状α相和初生Si相组成,初生Si相为块状或长条状,共晶Si呈细小的针状,并且凝固组织中出现的枝晶状α相;凝固速度为（10^3-10^5)K/s的过喷粉末的凝固组织也是由（α＋Si)共晶,枝晶状α相和初生Si相组成,初生Si相为块状,而喷射沉积快速凝固Al-20%Si和Al-30%Si合金的沉积组织都是由Si相和α相组成,细小的Si相均匀分布在α基体中。随着冷却速度的增加,Al-20%Si和Al-30%Si合金的凝固组织中初生硅的尺寸明显减少,磨损机制发生变化,合金的耐磨性显著增加。     

金属熔融体快速冷却速度的计算和测量

本文分析了轧辊法快速淬火的冷却过程,并从解一维导热方程出发,计算了轧辊法快速淬火的冷却速度。同时,用间接的实验方法,通过Al-17at%Cu共晶合金结构的层间距离λ与凝固速度R的关系,推算的轧辊法快速淬火的冷却速度大约在10~5～10~6℃/秒的数量级范围内。理论计算和实验测量值符合得很好。     

双辊法连铸薄带凝固特征研究

本文分析了双辊法连铸18—8不锈铜薄带,在10~2℃/s～10~3℃/s冷却速度下的凝固组织,以及其它工艺参数对铸带组织的影响。试验表明,在合理工艺条件下,可以获得成份均匀、组织细化、内外质量均佳的铸带。     

冷却速度对ZM5镁合金凝固组织与性能的影响

采用温度采集仪测定砂型(含20 mm厚的冷铁和10 mm厚的冷铁)、金属型(铜模和钢模)在镁合金凝固阶段的平均冷却速率,分析了冷却速度对ZM5镁合金铸态组织、相组成和力学性能的影响,以获得铸锭晶粒尺寸、抗拉强度、硬度与凝固冷却速度之间的影响关系。研究结果表明,在砂型Ⅲ区(含10 mm厚的冷铁)条件下,其冷却速度最慢,为2.94℃/s;在金属型铜模铸造条件下,其冷却速度最快,为7.88℃/s。ZM5镁合金其微观组织主要是α-Mg和第二相Mg_(17)Al_(12)。随着冷却速度的不断提高,镁合金晶粒明显细化,第二相分布更加弥散、均匀,合金的硬度、抗拉强度和伸长率也明显提高。     

超高速定向凝固钴基合金的结晶组织

介绍了最新研制的超高梯度定向凝固装置的原理,并利用此装置研究了钴基高温合金 K10在超高速定向凝固条件下凝固组织的变化规律,探讨了一、二次枝晶间距与冷却速率的关系。结果表明,超高速定向凝固组织的一、二次枝晶间距仅为 HRS 法定向凝固时的 1/5和1/8,而且随着冷却速率的增大,一、二次枝晶间距减小,并分别遵循λ_1=1.428×10~3(G·v)~(-1);λ_2=0.312×10~3(G·v)~(-1)。     

快速凝固的钴合金

快速凝固是材料科学与金属工艺中,近年来兴起的一个新的研究领域,指的是在大于10~5～10~6℃/秒的冷却速度下,合金以极快的速度从液态转变为固态的过程。 迄今为止,对熔体急冷金属的研究,多数集中于金属-类金属型合金,其中类金属元素P,Si,B等的含量在20at％(原子百分比)左右。对于由几种金属元素和在此基础上加入少量类金属元素(<10at％)组成的合金,则研究较少。本文选择Co-Nb二元合金及Co-Mo-B三元合金,目的是查明与分析快速凝固在这些合金系中所造成的结构特征。     

雾化气体和冷却速率对镍基合金粉末凝固特性的影响（英文）

分别采用氩气和氮气作为雾化介质,制备得到镍基合金粉末。利用扫描电镜分析2种气体雾化的粉末表面形貌及凝固组织特征。基于牛顿冷却模型,对雾化粉末冷却速度和飞行速度进行数值计算。结果表明:冷却速率决定了凝固微观组织形貌。在较低的冷却速率下,2种气体雾化粉末均呈现发达的枝晶组织,而随着冷却速率的增大,氩气雾化粉末呈现欠发达的枝晶和胞晶混合组织。而氮气雾化粉末仅呈现胞晶组织。不同粒径氩气雾化粉末冷却速率在1.0×10~5~4.24×10~6 K·s~(-1),氮气雾化粉末在1.0×10~5~4.8×10~6 K·s~(-1)。冷却速率随粉末直径增加而减小。在快速凝固过程中,Cr,Co,W,Ni和Al等元素仍沿晶轴偏析,而Ti元素沿晶间偏析。     

冷却速度对Al-3Fe合金凝固特性和微观组织的影响

采用冷却曲线测定、光学显微镜(OM)和X射线衍射仪(XRD)研究了冷却速度对Al-3Fe合金凝固特性和凝固组织的影响。结果表明,在冷却速度为0.69~11.8℃/s的范围内,Al-3Fe合金的显微组织均由α-Al枝晶、初生富Fe相及枝晶间的共晶组织组成,其中富Fe相主要为Al₃Fe、Al₅Fe₂和Al₆Fe相。冷却速度对Al-3Fe合金的凝固特性和凝固组织有明显的影响。随着冷却速度的提高,合金初生相形核温度和共晶反应温度降低,合金的凝固组织明显细化。     

铝合金铁型覆砂铸造工艺参数研究

铁型覆砂铸造是在金属型(称为铁型)内腔覆上一薄层型砂而形成铸型的一种新型铸造工艺,其主要工艺参数为铁型壁厚和覆砂层厚度.我们通过不同的覆砂层厚度对铝合金圆柱试样进行铸造,利用热电偶测其凝固冷却曲线,分析了铸造过程中砂型厚度和铁型厚度对冷却速度的影响.     

直接水冷连续铸造法

用直接水冷连续铸造工艺铸造铝铸锭,尤其是铸造具有“热脆性”的铝-镁-硅合金(?)铸锭时,铸造速度必须低于实际测定的裂纹扩展速度,铸出一定长度的无裂纹完好铸锭后,再将铸造速度提高到裂纹扩展速度以上,但应低于较高的实际测定的裂纹起始速度。在低于裂纹扩展速度下铸造铸锭的长度,应是铸锭直径的2～4倍(对扁铸锭来说,为铸锭厚度的2～4倍)。本发明适用于轻金属铸锭生产,尤其是适用于直接水冷铸造工艺铸造铝铸锭(包括铝合金铸锭)。直接水冷铸造工艺,通常是把金属熔体引入到一个铸模里,铸模底都先用一个底座靠合。底座在操纵者控制下,能以所要求的速度下降,从而将铸锭从铸模中引出、当金属熔体进入铸模时,便在与模壁接触的地方形成凝固表壳。铸模里的金属达到一定深度后,下降底座,冷却水直接喷射到铸模和底座之间的已凝固金属表面,     

半固态镁合金挤压铸造工艺模拟分析及优化

采用ProCAST软件,对半固态镁合金电机部件的挤压铸造过程进行模拟。分析了半固态挤压铸造的浇注速度(注射速度)、浇注温度和模具冷却条件等参数对半固态挤压铸造充型及凝固的影响。结果表明,浇注速度、浇注温度和冷却条件对半固态挤压铸造的充填和凝固有显著影响。通过优化,采用适当的浇注速度、浇注温度和冷却条件,可保证挤压铸造充型过程的平稳充填,减少卷气和缩松等缺陷。     

基于AnyCasting的齿轮泵壳体金属型铸造工艺优化

利用AnyCasting软件对铸件原工艺方案的充型和凝固过程进行数值模拟,模拟结果表明内浇口充型速度为60 cm/s时,金属液充型平稳,但内浇口附近局部过热;内浇口充型速度为100 cm/s时,金属液有紊流产生,但内浇口附近局部过热消失。实际生产中给出以下改进措施:1)采用先慢后快的充型速度;2)在凝固阶段金属芯通水冷却。采用新的铸造工艺方案后,铸件内部缺陷基本消失。